学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于人体环境的无线体域网网络结构研究

作　者: 刘艳丽
导　师: 徐友云
学　校: 上海交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线体域网体外信道模型联合路由-多址接入多跳树形拓扑结构
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 710次
引　用: 9次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着无线便携式设备的大量涌现以及传感器技术的发展,以人为中心的无线网络成为人们关注的焦点,无线体域网就是在这样一个大背景下兴起的,其微小性和实用性使得它在人们的日常生活、医疗、娱乐、军事、航空等领域具有广阔的应用前景。无线体域网由于其本身的特性,具有与以往无线网络不同的特点和需求,目前对其关键技术的研究处于起步阶段,有很多技术难题亟待解决。在无线体域网中,人体作为各种传感器节点的承载体影响着整个网络的传输环境和网络的结构特征。由于人体组织具有导电性,人体可以作为信号的传输信道参与信号的传输,这势必会对信号造成影响;人体的几何特征也会对布置于其上的传感器节点的组网方式和组网规模造成影响。针对人体这一特殊环境,本文从信道模型和上层网络协议两个方面对无线体域网的网络结构进行初步探索。通过分析无线体域网的特点和要求,本文首先从体内信道模型和体外信道模型出发,探讨了其信道模型特征。通过对基于超宽带技术室内多径环境下无线体域网节点之间的信道特征的深入研究,发现基于超宽带技术的无线体域网室内体外信道模型包含身体周围的衍射分量和四周物体反射引起的反射分量;通过对两种分量分开建模,得出相应信道参数的统计特性。随后,本文提出了适合无线体域网的联合路由-多址接入算法CRMAA(Combined Route Multiple Access Algorithm),该算法考虑采集不同数据类型的节点混合组成的网络结构。通过构建多跳树形拓扑结构,以中心控制节点为根节点,沿着树形拓扑完成控制信息的发送和有效数据在sink节点的汇聚;通过在网络中引入relay节点,保证数据正确传输的同时平衡网络中的能量消耗;通过设置节点的移动特性,真实地模拟了实际网络的频繁运动特征,构建了动态的网络协议。本文在最后通过构建医疗领域的应用场景对提出的算法进行了网络仿真,考察网络节点的时延特性和能量有效性,证明了联合路由-多址接入算法的正确性与有效性。本文提出的无线体域网网络结构、联合路由-多址接入算法对无线体域网的研究具有重大参考价值。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-14
第1章绪论  14-17
  1.1 研究背景  14-15
  1.2 研究的主要贡献  15-16
  1.3 内容安排  16-17
第2章无线体域网概述  17-30
  2.1 无线体域网网络结构  17-20
    2.1.1 无线体域网系统结构  17-19
    2.1.2 无线体域网内部组成  19-20
  2.2 无线体域网特征  20-24
    2.2.1 与现有网络的区别  20-21
    2.2.2 典型的医疗传感器  21-22
    2.2.3 无线体域网的特点  22-24
  2.3 无线体域网研究现状  24-25
  2.4 无线体域网的应用  25-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章无线体域网信道模型  30-45
  3.1 无线体域网的分类  30-31
  3.2 信道模型  31-38
    3.2.1 背景  31
    3.2.2 体内信道模型  31-32
    3.2.3 体外信道模型  32-38
  3.3 体外信道模型仿真建模  38-43
    3.3.1 仿真说明  39
    3.3.2 仿真模型参数设定及结果分析  39-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章无线体域网联合路由-多址接入算法设计  45-61
  4.1 CRMAA 算法设计考虑的因素  45-46
  4.2 无线体域网网络拓扑类型  46-49
    4.2.1 星型拓扑  46-47
    4.2.2 多跳树形拓扑  47-48
    4.2.3 两种拓扑比较  48-49
  4.3 CRMAA 算法介绍  49-60
    4.3.1 CRMAA 算法提出背景  49-50
    4.3.2 CRMAA 算法核心思想  50-51
    4.3.3 CRMAA 算法工作原理  51-59
    4.3.4 CRMAA 算法优点  59-60
  4.4 本章小结  60-61
第5章 CRMAA 算法实现与分析  61-73
  5.1 OPNET Modeler 仿真步骤  61-62
  5.2 网络模型实例说明  62-64
  5.3 OPNET 仿真建模  64-69
    5.3.1 仿真物理参数设定  64-65
    5.3.2 网络模型  65
    5.3.3 节点模型  65-66
    5.3.4 进程模型  66-67
    5.3.5 数据包格式  67-69
  5.4 仿真结果分析  69-72
    5.4.1 网络时延分析  69-71
    5.4.2 网络能量分析  71-72
  5.5 本章小结  72-73
第6章总结与展望  73-75
  6.1 全文总结  73
  6.2 研究展望  73-75
参考文献  75-79
致谢  79-80
攻读学位期间发表论文与申请专利  80-81
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  81-83

基于人体环境的无线体域网网络结构研究

内容摘要

全文目录

相似论文